聚醚多元醇生产过程中的质量影响因素.pdf

年第卷第期聚氨酉旨工业 聚醚多元醇生产过程中的质量 影 响因素 庄志彬庄明强 福建涓洲湾氯碱工业有限公司泉州 摘要概述了聚醚多元 醇的生产过程及反应机理 讨论了水 醛 催化剂用量 温度 压力 中和 过程和过滤过程等因素对聚醚多元 醇生产的影响 提出 了影响 因素的解决对策 关键词聚醚 影响 因素中和过滤质量 嵋洲湾氯碱工业有限公司是东南电化战略转移 的重要企业 支柱产品为环 氧丙 烷和 聚醚多元醇 公司引进了日本 旭 硝子公司 的氯醇 化 法 技术和 作催化剂 的间歇法 生 产技术 投产了万 的环氧丙烷和万口的聚醚 年元月 聚 醚投料一 次性成功 年元月 又将原万 口 的聚醚生产规模扩建 为万 于年月建 成投产 经过年多的生产摸索 归纳总结了生产 过程中对聚醚多元醇质量的一些影响因素 聚醚中的少量固体杂质 但在过滤之前需加人适量 的抗氧剂 以增 强产 品 的热稳 定性 防止 聚 醚被氧化而变色 聚醚多元醇生产过程简介 间歇性聚 醚 多元 醇的生产是一个分批操作过 程 主要为反应 精制和过滤个过程 反应 环氧丙烷 或 环 氧乙烷在 起始 剂如甘 油和 催化剂的存在下 在设定的温度和压力下 环 氧化物与含活性氢的低分子起始剂按 阴离子开环聚 合机理进行 分为链引 发 链增 长和链终 止个 阶 段 若环氧丙烷和环氧乙烷 同时加人 则以嵌段共 聚合 其产物为 毛一一头一一 狱 粗聚醚的精制 精制过程主要采用 中和法 以除去粗聚醚 中过 量 的碱性催化剂 降低钾 钠 等金 属离子含量 其反 应如下 水解 一 中和 一 过滤 过滤的主要目的是除去中和产生 的中和盐 粗 聚醚 多元醇质量的影响因素 原料的影响 原料中微量水的影响 在碱性介质 中 原料中的水与环氧丙烷生 成丙二醇 可成 为二官能度 多元醇的起始 剂 使与聚合生成二官能度聚醚多元醇 毛 水分的增加 二官能度多元醇量增加 链终上反应增 强 导致聚醚相对分子质量下降 经值上升 并最终 影响所制聚醚多元醇的物理性能 具体见表 表水分对相对分子质量的影响 水分质量分数相对分子质量叭 注表中水 分质 量分数是指环氧化物中水 分的质量百分比而反 应中起始剂是由甘油引发的高活性聚醚下同三官能度的 相对分子质量好 由舟值计算出下同 从表可看 出 环 氧化物中的水分质量分数越 高 聚醚多元醇的相对分子质量越低 因此在投人 环氧化物前 环氧化物的脱水必须完全 生产 中将环 氧丙烷 环氧乙烷的含水 质量分数控制在 一 以下 原料 中醛含量的影响 原料中的醛主要是甲醛 乙醛等在聚合过程 中起抑制和链终止的作用 随着醛含量的增大 聚合 诱导期延长 聚合速度降低 反应时间延长 具体见 聚氨酷工业 第卷 表 表醛对质的影响 含醛质量分数 尸 聚合温度聚合时间 相对质量分数 中中 士 士 土 末期 注含醛质量分数以乙醛计算 从表可看出 环氧化物中的含醛量越大 反应 完全所需要的时间越 长 特别是第组 的反应 反 应温度最后提高到巧 后 仍有部分 未能 参加反应 多元醇的相对分子质量 明显下降 所以 环氧化物中的醛含量控制为越低越好 实际生产 中 环氧丙烷中乙醛的质量分数控制在巧 一 以下 环氧乙烷 中乙醛的质量分数控制在 一 以下 重金属离子的影响 原料中的重金属离子在聚合反应初期起抑制作 用 大大延长了诱导时间 在链增长反应期 由于反 应温度升高 反而起再催化作用 操作过程的影响 催化剂用量的影响 催化剂用量 大 催化剂浓度增加 使反 应活化 中心增加 聚合反 应加剧 反应速度提高 聚 合反应周期缩短 但相应地歧化终 止 反应也加剧 不饱和双键的形成是在聚合键的末端 从而终止 聚合链的增长 影响聚合物的相对分子质量 使其相 对分子质量明显下降 从表可看出 随着催化剂用量 的加大 聚醚多 元醇产品的平均相对分子质量下降 而不饱和度增 加 因此 催化剂较适宜 的质量分数为左 右 表催化剂用量对质量的影响 质量分数聚合时间相对分子质量 双键值 胜 脱氧 氧对 聚合反应 有 阻 聚 和氧化的作用 还与 形成爆炸源 且脂肪族系聚合物链中存在 的醚键氧 原子 对氧和热较不稳定 它先形成过 氧化 物中间 体 这种过氧化物分解成醛 有 机酸和醋 因此聚合 反应必须在氮气氛围下进行 聚合反应条件的影响 聚合温度的影响 聚合反应的温度高低 升温速度的快慢对聚醚 相对分子质量控制都有 直接关 系 反 应体系内 温度愈高 反应速度愈快 控制反应温度必须同时 考虑几种因素单体的 活性 愈 大 反应 温度愈 低对引起某单体如四氢吠喃的开环来说 温 度愈高 转化率愈低 故反应温度愈低愈好催 化剂的效果好 可以降低反应 温度 因此在不影 响 转化率和产品质量的前提下 尽量提高反应温度 以 缩短反应时间 表聚合温度对反应速度和相对分子质且的影响 聚合温度聚合时间投料速度相对分子质量 酬 土 士 士 表聚合温度对伯经基含量的影响 聚合温度 伯经基质量分数 卫 士 土 士 士 注 伯羚基质量分数是指伯舟基占狂基总量的比 例 由表 表可知 反应温度的降低 延长了反 应周期 提高了伯经基含量 显然地 升高反应温 度 分子活泼性即分子的热运动增强 从而加强了歧 化反应和小分子自聚作用 因此 较合适的反应温 度宜控制在 左右 聚合反应压 力的影响 由于单体在一定 的反应温度下呈气体状态 产 物是粘稠液体 根据平衡原理 提高压力会加快反应 速度 即压力高 小分子碰撞机会大 反应速度快压 力太低 分子碰撞机会小 反应速度慢 这种情况 均不利于相对分子 质量 的增加 应将起始反应压 力 第期 庄志彬等 聚醚多元醇生产过程中的质量影响因素 控制在左右 具体情况见表 表聚合反应压 力对相对分子质量的影响 聚合压力聚合时间 相对分子质量 中 聚醚多元醇 的酸值逐渐增大 轻值也会变大 尤 其是相对分子质量较高的聚醚多元醇更为明显 因 此在过滤过程 中必须添加抗氧剂 而抗氧剂 的添加 量一般为 一火 一 结束语 影响聚醚生产和质量的主要 因素有水 醛 催化 剂用量 温度 压力 重金属 离子 此外还与后处理过 程如中和过程和过滤过程及反应的氛围有关 只 要将环 氧丙 烷 环氧乙烷 中含水 质 量分数控 制在 火 一 以下 环 氧丙烷中乙醛的质量分数控制在 一 以下 环氧乙烷中乙醛 的质量分数控制在 一 以下 聚合温度为 起始 反应压力为 制得的聚醚质量稳定 后处理工序的影响 中和过程的影响 中和过程对产品质量的影响较大 碱性催化剂 的残留量直接影响聚醚 的质量及聚氨醋制品的物理 性能 钾离子促进聚氨酷化学反应过程 中生成刚性 的且交联的脉基甲酸醋与二缩腮基 中和过程也 是降低不饱和 双键含量的重要步 骤 精制聚醚的值呈酸性为好 呈碱性则透光 率下降 过滤过程的影响 过滤过程是为了除去中和过程中酸类 中和剂与 催化剂等反应生成的盐类 因为这些盐类会对聚氨 酉旨发泡产生影响 聚醚多元醇在空气 热和水的作用下可被氧化 氧化作用使其发 生分子链化学断裂 在贮存过程 参考文献 张旭之 陶志华 王松汉等丙烯衍生物工学 北京 化学工业出版 社 方禹声 朱吕民 聚氨醋泡沫塑料北京 化学 工业出版社 收稿日期 一一 修回日期 一一 一 理 二 能 作者简介庄志彬男 年出生 助理工程师 年毕业 于武汉化工学院化工 工艺专业 现从事聚醚 多元醇生产现场的工 艺管理工作 消息动态 废旧聚氨醋硬泡的回收利用 废冰箱 冷柜经拆解后会产生 大量 的硬质聚氨醋泡沫 聚氨醋硬泡生产过程 中也会产生一定数量 的边角余料 目 前国内废旧聚氨醋硬泡的处理主要采用焚烧和丢弃的方法 焚烧过程会产生大量的浓烟及十分刺鼻的气味 对大气环境 严重污染而随意丢弃又 因其难以降解造成对环境的污染和 资源的浪费 国内贸易部物资再生利用研究所承担的江苏省技术开 发重大产业化项目 废家用 电器回收利